锅炉脱硝有几种方法
锅炉烟气的两种脱硝技术简介
1、SCR(选择性催化还原脱硝)技术:
锅炉脱硝技术之SCR(选择性催化还原脱硝)技术
SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。
选择性非催化还原法是一种不使用催化剂,在 850~1100℃温度范围内还原NOx的方法。最常使用的药品为氨和尿素。氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O ; NO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O ;一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃~450 ℃的温度范围内有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80~90%的脱硝效率。 烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定 是高性能。因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。一般来说,SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%~40% ,对小型机组可达 80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小,适合老厂改造,新厂可以根据锅炉设计配合使用。
2、SNCR(选择性非催化还原脱硝)技术
锅炉脱硝技术之SNCR(选择性非催化还原脱硝)技术
SNCR脱硝技术原理SNCR工艺以炉膛作为反应器,是目前旧机组脱硝技术改造时主要采用的脱硝技术。
一般可获得30%~50%的NOx脱除率,所用的还原剂一般为氨、氨水和尿素等。由于尿素比氨具有更好的锅炉内分布性能,且尿素是一般化学药品,运输存储简单安全、货源易得,而氨属于危险化学药品,SNCR一般采用尿素作为还原剂。选择性非催化还原(SNCR)脱除NOx技术是把含有NHx基的还原剂,喷入炉膛,该还原剂迅速热分解成NH3选择性地与烟气中的NOx反应生成N2、CO2、H2O等无害气体。SNCR脱硝工艺流程:将满足要求的尿素固体颗粒卸至尿素储料仓,由计量给料装置进入配液池,在加热的条件下,用工艺水将尿素固体颗粒配制成尿素溶液,经配料输送泵送至溶液储罐,储罐中的尿素溶液通过加压泵和输送管道送到炉前喷射系统,经布置在锅炉四周的雾化喷嘴喷入炉膛900~1100℃的温度区域。储罐输出的尿素溶液,可和工艺水混合配制成不同浓度的尿素溶液以满足锅炉不同负荷的要求;喷嘴可布置多层以满足不同温度区域的要求。适用范围:新建、扩建、改建机组或现役的旧机组,受场地限制,要求脱硝效率不太高的机组。SNCR工艺特点:以炉膛作为反应器,不需要催化剂,投资运行成本较低;脱硝效率中等,一般为30%--50%,与低氮燃烧技术组合效果更好,可达到70%的脱硝率;造成空气预热器和静电除尘器的堵塞和腐蚀比SCR低。
不难处理,方法有很多。比如:臭氧脱硝,SCR脱硝,SCR+SNCR联合脱硝,SNCR脱硝,低氮燃烧脱硝,RSNCR脱硝,脱硝塔湿法脱硝等,可根据炉型和炉子的大小及原始NOx的大小和要求的排放指标而选择。
1)活性炭法
该工艺主体设备是一个类似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器内,烟气中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,产生稀硫酸气溶胶,随后由活性炭吸附。向吸附塔内注入氨,氨与NOx在活性炭催化还原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可进入脱附器中加热再生。
2)SNOx(WSA-SNOx)法
WSA-SNOx法是湿式洗涤并脱除NOx技术。在该工艺中烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2,随后烟气进入改质器中,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3,SO3经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。
3)NOxSO法
在电除尘器下游设置流化床吸收塔,用硫酸钠浸渍过的γ-Al2O3圆球作为吸收剂,吸收剂吸收NOx、SO2后,在高温下用还原性气体(CO、CH4等)进行还原,生成H2S和N2。
4)高能粒子射线法
高能粒子射线法包括电子束(EBA)工艺和等离子体工艺,原理是利用高能粒子(离子)将烟气中的部分分子电离,形成活性自由基和自由电子等,氧化烟气中的NOx。这种技术不仅能去除烟气中的NOx和SO2,还能同时去除重金属等物质。
5)湿式FGD加金属螯合物法
仲兆平等发明了喷射鼓泡法用烟气脱硫脱硝吸收液,包括石灰或石灰石浆液、占石灰或石灰石浆液0.05%~0.5%(质量分数)的水溶性有机酸和占石灰或石灰石浆液0.03%~0.3%(质量分数)的铁系或铜系金属螯合物。
6)氯酸氧化法
由于氯酸的强氧化性,采用含有氯酸的氧化吸收液可以同时脱硫脱硝,脱硫率可达98%,脱硝率达95%以上,还可以脱除有毒的微量金属元素。除了采用氯酸脱硫脱硝外,采用NaClO3/NaOH同时脱除SO2和NOx也获得较好的效果。
还原法主要分两种,选择性催化氧化法SNCR和非选择性催化氧化法SCR。SNCR主要是在炉内完成,利用喷入的氨水与NOx反应。该方法需要的温度较高800度~1200度,效率相对较低,50%就已经不错了。
SCR脱硝效率有保证,但因为需设置反应器及辅助设施,反应器内装催化剂,投资较高。
另外,氧化法也可考虑,如臭氧法等。
总之,采用SNCR是较好的选择,但需要对其的适应性进行仔细研究。
1、选择性非催化还原技术(SNCR)
选择性非催化还原法是一种不使用催化剂,在 850~1100℃温度范围内还原NOx的方法。最常使用的药品为氨和尿素。
一般来说,SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%~40% ,对小型机组可达 80%。由于该法受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小,适合老厂改造,新厂可以根据锅炉设计配合使用。
2、选择性催化还原技术(SCR)
SCR 是目前最成熟的烟气脱硝技术, 它是一种炉后脱硝方法, 最早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行, 是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下, 选择性地与 NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故称为“ 选择性” 。
世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 2种。此 2种方法都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为对大气没有多少影响的 N2和水 ,还原剂为 NH3。
在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。
应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃), 不同的催化剂适宜的反应温度不同。
如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生永久性损坏。
如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。国内外SCR系统大多采用高温,反应温度区间为315℃~400℃。
扩展资料
燃烧烟气中去除氮氧化物的过程,防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。世界上比较主流的工艺分为:SCR和SNCR。
这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外,其他并无太大区别,但如果从建设成本和运行成本两个角度来看,SCR的投入至少是SNCR投入的数倍,甚至10倍不止。
为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境,应对煤进行脱硝处理。分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。
参考资料来源:百度百科-脱硝
还原剂(主要使用 NH3)在催化剂作用下,将氮氧化物还原为对大气无污染的氮气和水。“选择性”的是指还原剂NH3有选择地进行还原反应,低温脱硫脱硝厂家介绍的此处指只选择烟气中的氮氧化物还原。SCR法脱硝通过将氨喷入烟道,并使氨和烟气均匀混合,流过安放有催化剂的反应器,通过控制适宜反应温度,在催化剂的作用下完成还原反应。目前常用的催化剂有V2O5和TiO2,脱硫脱硝设备反应温度区间320~400 ℃,通常催化剂负载于载体上,载体的主要作用是提供大的比表面积。SCR法脱硝效率为70%~90%。
从SNCR法逃逸的氨可能来自两种情况,一是由于喷入的温度过低影响了氨与氮氧化物的反应;二是由于喷入氨过量从而导致氨分布不均。工程中可以在出口烟气管道中安装连续测量氨逃逸量的装置进行控制。SNCR法脱硝以炉膛为反应器,可通过对锅炉进行改造实现,脱硝效率一般为30%~60%,受锅炉结构尺寸影响很大。
一、脱硫
一般将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。
(1)湿法烟气脱硫技术是用含有吸收剂的浆液在湿态下脱硫和处理脱硫产物,该方法具有脱硫反应速度快、脱硫效率高、吸收剂利用率高、技术成熟可靠等优点,但也存在初投资大、运行维护费用高、需要处理二次污染等问题。应用最多的湿法烟气脱硫技术为石灰石湿法,如果将脱硫产物处理为石膏并加以回收利用,则为石灰石-石膏湿法,否则为抛弃法。
其他湿法烟气脱硫技术还有氨洗涤脱硫和海水脱硫等。
(2)干法烟气脱硫工艺均在干态下完成,无污水排放,烟气无明显温降,设备腐蚀较轻,但存在脱硫效率低、反应速度慢、石灰石利用率较低等问题,有些方法在设备大型化的进程中困难很大,技术尚不成熟(主要有炉内喷钙等技术)。
(3)半干法通常具有在湿态下进行脱硫反应,在干态下处理脱硫产物的特点,可以兼备干法和湿法的优点。主要包括喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化法、烟气循环流化床脱硫法、电子束辐照烟气脱硫脱氮法等。
目前,在众多的脱硫工艺中,石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺(简称FGD)应用最广。据统计,80%的脱硫装置采用石灰石(石灰)—石膏湿法,10%采用喷雾干燥法(半干法),10%采用其它方法。湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术,吸收剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽,并有较大幅度降低工程造价的可能性。
下表为几种主要脱硫工艺的比较。
二、脱销
烟气脱销工艺可以分为湿法和干法两大类。
(1)湿法,是指反应剂为液态的工艺技术。通过氧化剂O2、ClO2、KMnO2把NOx氧化成NO2,然后用水或碱性溶液吸收脱销。包括臭氧氧化吸收法和ClO2气相氧化吸收法。
(2)干法,是指反应剂为气态的工艺技术。包括氨催化还原法和非催化还原法。
无论是干法还是湿法,依据脱销反应的化学机理,又可以分为还原法、分解法、吸附法、等离子体活化法和生化法等。
目前,世界上较多使用的湿法有气相氧化液相吸收法和液相氧化吸收法,较多使用的干法有选择性催化还原法(SCR)。
SCR脱硝:
1、SCR脱销装置的工艺流程
前置高温高粉尘SCR脱硝工艺流程
2 SCR脱硝工艺特点
2. 1 催化剂
目前用于燃煤电厂SCR 法烟气脱硝的催化剂主要有3种类型:蜂窝式、平板式和波纹板式。蜂窝式催化剂因其单位体积的有效表面积大,且达到相同脱硝效果所需的催化剂量较少而被广泛应用,市场占有率在60%~70%。
2. 2 脱硝剂
脱硝剂一般采用尿素、纯氨或氨水。使用尿素最安全,但其投资、运行费用为三者中最高纯氨的运行、投资费用最低,但其存储安全性要求较高氨水介于两者之间。由于纯氨法应用广泛,贮运量小, 有利于系统布置,同时鉴于国外的应用情况和电厂现有的管理水平,电厂脱硝工程大多采用纯氨系统。